有机硅共混改性双酚A环氧树脂研究
双酚F环氧树脂的有机硅改性及低粘度固化体系研究
双酚F环氧树脂的有机硅改性及低粘度固化体系研究一、简述随着现代科技的飞速发展，新材料的研究与应用变得越来越重要。
双酚F环氧树脂作为一种高性能热固性塑料，因其优异的绝缘性能、机械性能和尺寸稳定性，在电子元器件、复合材料等领域得到了广泛应用。
其较高的粘度和固化速度在一定程度上限制了其应用范围。
本研究致力于开发一种有机硅改性双酚F环氧树脂及其低粘度固化体系，旨在提高其性能并拓宽其应用领域。
在本研究中，我们首先对双酚F环氧树脂进行了有机硅改性。
通过在环氧树脂分子链上引入有机硅链段，成功降低了环氧树脂的粘度，提高了其固化性能。
有机硅改性还可以增强环氧树脂与固化剂之间的相容性，从而提高固化物的性能。
为了进一步提高固化速度并降低固化温度，我们进一步研究了双酚F环氧树脂与低粘度固化剂之间的配伍关系。
通过调整固化剂的种类和用量，以及优化固化条件，我们成功地获得了一种低粘度、高固化速度的固化体系。
该固化体系不仅能够显著提高双酚F环氧树脂的固化效率，还能降低固化过程中的能耗和成本。
本研究通过综合运用有机硅改性和低粘度固化体系技术，成功开发出一种具有优异性能的双酚F环氧树脂固化物。
该固化物在保持高环氧当量的基础上，具有较低的粘度和较快的固化速度，为双酚F环氧树脂在电子元器件、复合材料等领域的应用提供了有力的技术支持。
本研究也为高分子材料领域的研究提供了新的思路和方法。
1.1 研究背景和意义随着科学技术的不断发展，电子产品正以惊人的速度更新换代。
这不仅促进了现代科技的发展，也对材料性能提出了更高的要求。
环氧树脂作为一种重要的热固性塑料，因其优异的粘附性、电气性能以及化学稳定性而被广泛应用于电子元件的制造过程中。
传统的环氧树脂存在固化速度慢、固化收缩率大等问题，这些问题在一定程度上限制了其在高端领域的应用。
为了克服这些难题，研究者们对环氧树脂进行了大量的改性研究，其中有机硅改性作为一种有效的方法受到了广泛关注。
有机硅改性环氧树脂不仅继承了环氧树脂的优良性能，还通过引入硅元素打破了传统的固化历程，实现了固化速度的显著提升和挥发分排放的降低。
高性能有机硅改性环氧树脂的研究进展
通信作者 ｐｏｌｙｍ＿ｗｌ＠ｗｈｕｔ．ｅｄｕ．ａｎ 作者简介 ：吴力立 ，男 ，１９７３，副教授 ，硕士研究生导师 ，主要研究方 向为高分子材 料改性 与纳米复合高分子材料 。
环氧 树脂 的一 种有 效改 性剂 ，它 能改 善环 氧树 脂 的性 能 。有机 硅 的主链 由 ｓｉ一 ０键 组 成 ，键 能 大 于 ｃ— ｃ 键和 Ｃ一 ０键 。 因此 ，有 机硅 改 性 环氧 树脂 具 有 优 异 的耐 热和 耐紫外 线 性能 ，还 具有 良好 的疏水 性 、力 学 性能 、电绝缘性 能 等 。该 方 法 已经广 泛应用 于微 电子 封装 与阻燃 剂等 领域 ｌ 。有 机硅 改性 环氧树 脂有 硅 氢加成 、水 解缩 合 以及 溶 胶 一凝 胶 等方 法 ，不 同方 法 对性 能有 不 同的影 响 。本 文将 产物 性能 进行分 类 来对 研 究者 的研 究成 果 进行分 析 总结 ，方便 以后 的研 究 者 参 考 。
关键 词 ：环氧树脂 ；有 机硅 ；力学性 能 ；热稳定性能 ；阻燃性能 ；光学性能 ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－５７７０．２０１８．０７．００２ 中图分 类号 ：ＴＱ３２３．５；ＴＱ３２４．２ １ 文献标识码 ：Ａ 文章编 号 ：１００５—５７７０ （２０１８）０７—０００８—０６
Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
Байду номын сангаас
环 氧树 脂是 指分 子 中含有 两个 或两 个 以上 的环氧 基 团 的有机 化合 物 ，它是 现代 工业 中常 用 的三大 热 固 性 树脂 之一 。 常用 的环 氧 树 脂 由 双 酚 Ａ 和 环 氧 氯 丙 烷缩 聚 而成 ，带 有侧 羟基 和环 氧端基 。环氧树 脂 既可 以指未 经 固化 的环氧 树脂单 体 ，又 可 以指经 固化 成型 后 的环 氧树脂 聚合 物 。环 氧树脂 作 为高性 能热 固性 高 分子 材料 ，由于 具 有粘 接力 强 、优 秀 的尺 寸 稳 定 性 ， 低介 电常数 ，好 的机 械加 工性 和优异 的耐化学 腐蚀 性 等优 点 ，而 被 广 泛 应 用 于 微 电子 封 装 、涂 料 、胶 黏 剂 、灌 封 料 、 复 合 材 料 、 印 刷 电 路 板 基 体 材 料 等 领 域 。
有机硅改性环氧树脂研究
有机硅改性环氧树脂研究环氧树脂制品具有多方面的优良性能，如良好的机械性能、电绝缘性能和较好的热、化学稳定性，耐腐蚀，防水、防霉，树脂固化温度范围宽，交联密度易于控制，固化过程不产生小分子副产物，因而收缩率低，诸上所述的良好使用性能及较高的性价比使其广泛用于汽车、造船、航空、机械、化工、电子电气业、重型机械制造工业以及大型水利工程和土木建筑工业等方面。
环氧树脂有许多优异性能，但仍有其不足之处，如固化后内应力大，质脆，耐疲劳性、耐热性、耐冲击性、耐开裂性和耐湿热性较差，在很大程度上限制了其在某些高技术领域的应用。
近年来，结构粘接材料、封装材料、纤维增强材料、层压板、集成电路等材料的高性能化要求环氧树脂材料具有更好的性能，如韧性好，内应力低，耐热性、耐水性、耐化学药品性优良等。
因此，为了改进上述性能，拓宽环氧树脂的应用范围，国内外众多环氧树脂研究者已进行了许多卓有成效的改性研究工作。
有机硅树脂具有低温柔韧性(Tg=120C)、低表面能、耐热、耐候、憎水、介电强度高等优点。
因此近年来发展很快。
但其机械性能、附着力、耐磨性、耐有机溶剂较差、成本高。
用有机硅改性环氧树脂是近年来发展起来的既能降低环氧树脂内应力又能增加环氧树脂韧性、耐高温性等性能的有效途径。
用有机硅改性环氧树脂形成立体网状结构，生成类似无机硅酸盐结构的硅一氧键的键能(372.6kJ／mo1)比碳一碳键的键能(2428kJ／too1)大得多，从而使改性的环氧树脂的耐热性提高在环氧内引入柔性链段进行增韧；用低表面能的有机硅部分敷于树脂表面．使高表面能的环氧树脂防水、防油性能得到改观。
所以用有机硅改性环氧树脂互补长短．兼有二者的优点．具有良好的韧性、压模性能、粘接性能以及抗冲性能。
第一章：有机硅改性环氧树脂综述 ......................................... 错误！未定义书签。
第一节：有机硅改性环氧树脂基本信息及介绍................................. 错误！未定义书签。
有机硅改性提高环氧树脂韧性和耐热性的研究_苏倩倩
PTS与 EP已经反应 , 并且由于 PTS含较多反应官能 团 , 因此 , 除大部分形成 2 ～ 3个环氧树脂的低聚物 外 , 也有一定比例的相对分子质量较高的聚合物 , 有 利于固化体系交联度的增大 。
表 2 EP与 PTS反应产 物的相对分子质量及分布
Table2 RelativemolecularmassanddistributionoftheEP/ PTSsystem
2 结果与讨论
2.1 有机硅化学改性环氧树脂的制备 聚甲基三乙氧基硅烷 , 是甲基三乙氧基硅烷的
低聚 物 。 由于其结构中 Si— OR对水比较敏感 , 在
二月桂酸二丁基锡催化剂存在下易水解 , 生成很多
侧反应官能团 , 其水解反应式如下 :
OCH CH OC H
25
3
25
HC 3
Si O
Si O
Si CH 3
将 E-44 环 氧树脂 与 PTS以 不同 质量 比 〔m (EP)∶m(PTS)=100∶5、100∶10和 100∶16〕, 混合均 匀 , 得无色黏稠物 。 1.2.3 固化成型
将改性 树脂 与固 化剂 二氨 基二 苯 基甲 烷 (DDM)按 n(氨基氢 )∶n(环氧基 )=1∶1配比混合 , 搅拌均匀后注入模具中 , 按 80 ℃ /3 h※150 ℃ /2 h ※200 ℃ /1 h工艺进行固化 。 1.3 性能测试
relativemolecularmassanddistributiondeterminationindicatethatPTSisincorporatedintoepoxy resin.Theinfluencesofmodificationmethodsandcontentsoforganicsilicononthematerialwere investigatedviameasurtingtheglasstransitiontemperature(Tg), tensilestrengthandelongation, microstructureandthermalstabilityofthecuredmaterials.Theresultsshowthatthetensilestrengthof thecuredmaterials(massratioofepoxyresintoPTSis100∶10)is58.36 MPa, elongation=11.65%, Tg=169.82 ℃, andtemperatureof50% weightlossis487 ℃, higherthanthoseofpureepoxyresin by9.42 MPa, 4.91%, 17.29 ℃ and39 ℃ respectively. Keywords:epoxyresin;poly(methyltriethoxysilane);toughness;thermalproperty;functionalmaterials Foundationitem:KeyprogramsfoundationofScienceandTechnologyBureauofGuangzhoucity
有机硅改性酚醛环氧乙烯基酯树脂的研制
有机硅改性酚醛环氧乙烯基酯树脂的研制可行性研究报告一、总论（一）项目的主要内容及技术原理简述腐蚀是悄悄自发进行的一种治金的逆过程。
自然环境（大氧、土壤、海洋和微生物等）和工业介质（酸、碱、盐、工业水、熔盐、燃气等）都有可能造成材料的腐蚀，它的危害遍及所有的行业，包括治金、化工、能源、矿山、交通、机械、航空航天、信息、农业、食品、医药、海洋开发和基础设施等。
除了材料、能源的消耗和设备的失效等直接损失外，腐蚀还可能进一步引起物料的污染和产品质量下降、工艺流程的中断、装置的泄漏、爆炸和人员伤亡以及大规模的环境污染等间接损失。
这类间接的腐蚀损失往往会比直接损失更大，甚至难以估算。
据调查显示，美国的腐蚀损失由1749年的55亿美元增长至1975年的825亿美元、1995年的3000亿美元，相当于4%—5%的GNP；日本的腐蚀调查数据显示，多年来，日本的腐蚀直接损失在1%—2%，若同时考虑腐蚀的间接损失，整个腐蚀损失要比这个数据高2—4倍；英国的腐蚀损失调查显示，其总损失约相当于GNP的3.5%；国内的腐蚀调查数据显示，直接腐蚀损失达2000亿元人民币以上，加上间接腐蚀损失，我国每年腐蚀总损失达5000亿元人民币以上，约占国民生产总值（GNP）的5%。
由此可见，腐蚀的问题已经成为影响国民经济和社会可持续发展的重要因素之一。
鉴于腐蚀与国民经济的密切关系，全面腐蚀控制也显得越来越重要，其中防腐蚀材料是全面腐蚀控制的基础，而乙烯基酯树脂作为一种新型的耐蚀高分子材料，其公认的高度耐蚀性能、优异的施工工艺性能越来越引起人们的关注，已逐步成为国内外防腐蚀工程广泛选用的的耐蚀材料。
乙烯基酯树脂的发展历史仅有四十年左右，国外始于六十年代初，国内始于七十年代初。
乙烯基酯是指一个聚酯的端基含乙烯酯基[H2C=C C H3-C=O-O ]，端基中间的聚合物主链是环氧树脂的母体，乙烯基酯树脂是在乙烯基酯中加入苯乙烯等交联剂后，形成的一类重要新型树脂体系。
有机硅改性环氧树脂研究
有机硅改性环氧树脂研究
解答内容如下：
1.1简介
有机硅改性环氧树脂是以复相组成的环氧树脂，它完全不含芳香族构成单元，而由有机硅及不含醛的活性单体聚合而成。
由于其具有优良的抗氧化性、抗紫外线性、抗老化性，且能有效保证表面色彩的稳定性，因而有机硅改性环氧树脂在汽车涂料、玻璃纤维增强树脂等领域应用广泛。
本文主要介绍了有机硅改性环氧树脂的研究现状及其在汽车涂料、玻璃纤维增强树脂等领域的应用。
1.2有机硅改性环氧树脂的研究现状
研究显示，有机硅改性环氧树脂有着优良的抗氧化性、抗紫外线性、抗老化性，由于具有良好的机械性能，耐温性和附着力，所以其在汽车涂料、玻璃纤维增强树脂等领域得到了越来越多的应用。
随着微米和纳米材料的不断发展，有机硅改性环氧树脂的性能也在不断提高。
研究表明，有机硅改性环氧树脂在填充材料和表面改性剂的结合应用上发挥着重要作用。
为了提高有机硅改性环氧树脂的性能，人们不断改进制备工艺，以期提高有机硅改性环氧树脂的耐温性、粘度、延伸性、硬度、附着力、机械性能等性能。
有机硅化学改性环氧树脂的研究进展_刘胭芝
第4期
刘胭芝，等 有机硅化学改性环氧树脂的研究进展
33
28.99%, 4.94%和8.88%。 黎艳等人[15]采用自制 , － 二氯聚二甲基硅氧烷
（ , －dichloropolydimethyl siloxane，DPS）和 －氯聚 二甲基硅氧烷（ －chloropolydimethyl siloxane，CPS） 改性普通双酚 A 环氧树脂（bisphenol A epoxy resins， BPAER）和四溴双酚 A 环氧树脂（tetrabromobisphenol A epoxyresin，TBBPAER）。以其为原料，制备了具有 高韧性和高耐热性能，可用于电子封装的环氧基塑 料。其研究发现：当 m(BPAER)∶m(DPS)=10∶1 时，树 脂固化物的冲击强度达 30.5 kJ/m2，拉伸强度达 46.95 MPa，断裂伸长率达 60.23 %，Tg 达 141.3 ℃；分别比 未改性的 BPAER 提高了 182.41%，3.73%，54.29% 以 及 4.36%。然而当 m（TBBPAER）∶m（CPS）= 10∶1 时，树脂固化物的冲击强度达 17.2 kJ/m2，拉伸强度 达 39.89 MPa，断裂伸长率达 5.60 %，Tg 达 147.0 ℃； 分别比未改性的TBBPAER提高了290.91%，242.99%， 4.29 %及5.68%。
刘伟区等人[12]以甲基含氢硅油、烯丙基缩水甘 油醚、含端反应性双键的有机硅烷偶联剂，及含磷
活性物质，经反应制得有机硅阻燃剂，进而用其改 性环氧树脂。环氧树脂中引入阻燃结构后，由于该 结构不易迁移和析出，从而使环氧树脂达到良好和 永久的阻燃效果，可以此提高环氧树脂的热稳定性 和成碳率。其研究结果表明，在保持抗冲击强度基 本不变的情况下，将制备的有机硅阻燃剂改性环氧 树脂和未改性环氧树脂进行对比，改性后的环氧树 脂具有更好的耐热性能和阻燃性能。
基于有机硅改性环氧树脂的性能探究
38一、有机硅对EP的改性1.物理共混改性共混是把各种类型的聚合物通过物理方式混合在一起，形成具有高性能的聚合物体。
在共混体系中，每个组分会对共混物形态结构和性能造成影响。
像对于性能良好的聚合物共混物，具有较好的宏观均匀、微观相分离的形态结构，换句话说，即界面作用部分相容体系较强。
因有机硅和EP溶度参数存在较大差异，仅使用物理共混获取共混物，极易出现2相分离，产生非均相体系，其界面张力越大，实用性能和价值越低。
为使有机硅和EP之间的相容性得到提高，可以增容改性有机硅或者添加硅烷偶联剂，来提高其相容性。
（1）对有机硅进行增容改性相关人员通过对聚己内酯与EP的相容性进行利用，将聚己酸内酯进行改性，使其形成聚硅氧烷，在将其溶入EP 中。
经改性的EP具备较强耐热性，当合成树脂中聚己内酯/聚二甲基硅氧烷的含量达到50％至60％时，EP的耐热度高达308.5℃，质量损失非常小，即5％左右，耐热度比单一的胺固化环氧树脂高了约150℃左右。
（2）应用硅烷偶联剂相关人员通过对硅烷偶联剂进行利用，合成了一种新型聚硅氧烷，简称AGPMS，然后使用AGPMS对双酚A-缩水甘油醚进行改性（DGEBA）。
实验表明，AGPMS与EP具有很强的相容性，并且通过添加适量AGPMS，使得EP具备较好韧性。
相关人员通过将KH-56O和侧链氨基硅油作为原材料，合成了相应的聚合物偶联剂，简称APCA，并使用其对EP改性，实验表明，APCA可以使固化体系的性能得到提高，当APCA-6om的量是10份时，通过将其与未改性的环氧树脂比较发现，经改性的树脂冲击强度几乎翻倍，并且断裂伸长率增加了约94．55％，其拉伸强度增加了59.55％，T 也增加了约5°C左右。
2.化学改性通过对化学方法进行利用，引入硅原子改性的方法是通过使用有机硅的活性端基（例如羟基，氨基，烷氧基等），将其与EP的羟基、环氧基反应产生接枝或嵌段高聚合物，并将Si-0链固化结构中，解决兼容性问题，大幅提升EP的性能。
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摇 中图分类号: TQ322郾 4摇 摇
摇 文献标志码: A
文章编号: 1001-9677(2019)17-0097-03
Study on Silicone Resin Blending Modification of Bisphenol A Epoxy Resin
有机硅是含有硅- 碳 键 且 硅 原 子 上 连 接 有 机 基 团 化 合 物 的 统称。 有机硅 主 链 Si - O - Si 中, 硅 - 氧 键 ( Si - O) 键 能 达 到 460 kJ / mol, 大于碳-碳键( C-C) 键能 345 kJ / mol[3] 。 所以有机 硅产品具有很高的热稳定性, 高温下(或辐射照射) 分子的化学 键不断裂、 不分解。 有机硅主链无双键存在, 因此不易被紫外 光和臭氧所分解, 具有极强的耐候能性。 有机硅的主链 Si-O-Si 十分柔顺, 具有极佳的韧性。
第 47 卷第 17 期 2019 年 9 月
Hale Waihona Puke 广摇 州摇 化摇 工 Guangzhou Chemical Industry
Vol郾 47 No郾 17 Sep郾 2019
有机硅共混改性双酚 A 环氧树脂研究
林新冠, 周摇 冰, 王成骏
( 宏昌电子材料股份有限公司, 广东摇 广州摇 510530)
摘摇 要: 根据相似相容的原理, 选择结构中含有苯环、 环氧基有机硅树脂与双酚 A 环氧通过物理共混改性, 考察有机硅树
有机硅具有有机化合物的柔韧性、 成型性及无机化合物的 耐候性、 无毒性、 耐化性等优势, 采用有机硅改性环氧树脂, 在保持环氧树脂固有性能的同时, 提高热稳定性、 耐候性、 韧 性, 很多学者在这方面进行了很多工作[3-6] 。 有机硅改性环氧
摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇
第一作者: 林新冠(1981-) , 男, 工程师, 从事环氧树脂开发。
树脂分为物理共混法和化学改性法。 物理共混改性是将有机硅 树脂与环氧树脂进行物理混合形成具有宏观均匀而微观相分离 的结构。 由于环氧树脂与有机硅树脂溶解度参数差异较大, 易 分离为两相结构。 可对有机硅进行结构改进, 增加与环氧相容 性得到性能优良的共混体系[7-10] 。 化学改性是采用化学方法将 有机硅上的活性端基如羟基、 氨基、 烷氧基等与环氧中的羟基 和环氧基进行反应, 生成接枝或嵌段高聚物, 并且在固化物的 结构中引入 Si-O 链, 从而解决相容性的问题, 提高环氧树脂 的性能[11-15] 。
Key words: silicone resin; bisphenol A epoxy resin; modification; heat resistance
环氧树脂是泛指有两个或两个以上环氧基, 以脂肪族、 脂 环族或芳香族等有机化合物为骨架并能通过环氧基团反应形成 有用的热固性产物的高分子预聚体。 环氧树脂与酚醛树脂、 不 饱和聚酯树脂统称为三大热固性树脂。 环氧树脂分子结构中含 有独特的环氧基、 羟基等活性基团, 因而具有力学性能高、 粘 结性能优异、 固化收缩率小、 绝缘性能好、 耐化性等很多优异 的性能, 广泛应用于防腐蚀涂料、 胶黏剂、 电子灌封胶、 复合 材料等领域[1] 。 环氧树脂固化后形成三维网络结构, 交联密度 高, 脆性大, 导致拉伸、 冲击性能不足, 本身含有苯环、 醚键 户外易黄变、 不耐候等缺点, 使其在某些尖端领域应用受到一 定的限制[2] 。
双酚 A 型环氧树脂因为原料来源方便、 成本较低及性能优 良是目前使用量最大的环氧树脂。 本文根据相似相容的原理, 选择结构中含有苯环、 环氧基的有机硅与双酚 A 环氧通过物理 共混改性, 考察不同的添加比例对固化物性能的影响。
脂添加比例对固化物性能的影响。 实验结果表明该苯基环氧有机硅树脂在环氧 / 酸酐固化体系中有很好的相容性, 有机硅树脂加入 使固化体系 Tg 降低、 韧性提高、 Td 升高。 有机硅树脂含量为 30% 固化体系 Tg 降低 15 益 、 冲击强度提高 49郾 5% 、 80% loss 温度提 高 67 益 。
LIN Xin-guan, ZHOU Bing, WANG Cheng-jun ( Epoxy Base Electronic MaterIal Corporation Limited, Guangdong Guangzhou 510530, China)
Abstract: According to the principle of similar compatibility, the silicone containing benzene ring and epoxy group in the structure was selected by physical blending modification, and the effects of different addition ratios on the properties of the cured product were investigated郾 The experim results showed that the silicone resin had good compatibility in the epoxy / anhydride curing system郾 The addition of silicone resin reduced Tg of the curing system, improved the toughness and increased Td郾 The silicone resin content was 30% 郾 Tg of the cured was lowered by 15 益 , the impact strength was increased by 49郾 5% , and the 80% loss temperature was increased by 67 益郾